Гидроэлектроэнергия становится менее надежной из-за глобального потепления
В стремлении декарбонизировать мировую экономику есть одна простая, удивительная технология, которая важнее любой другой: вода падает с холма.
Огромные плотины, оборудованные гидроэлектростанциями, являются детищем 20-го века. Их основная технология - падающая вода, вращающая гребное колесо, - за тысячи лет мало изменилась. Но гидроэнергетика, безусловно, является возобновляемым источником энергии № 1 в мире, и она будет оставаться такой в ??течение довольно долгого времени, несмотря на растущие вопросы, связанные с ее надежностью.
Согласно последним прогнозам Управления по энергетической информации США, в течение следующих 25 лет подавляющее большинство вновь установленной в мире возобновляемой энергии будет поступать через гидроэлектростанции, в основном в развивающихся странах. (Чтобы быть справедливым, ОВОС имеет историю недооценки темпов роста не возобновляемых источников возобновляемой энергии, таких как солнце и ветер).
Поскольку производство электроэнергии с помощью воды требует стабильного снабжения, растущая в мире приверженность гидроэнергетике печет под значительным риском, если погодные условия будут продолжать становиться более неустойчивыми. В целом, глобальное потепление приведет к более интенсивным дождевым явлениям, а также к более интенсивным засухам и потере горных ледников, которые питают реки во многих частях мира. Для некоторых мест, таких как американский Запад, Латинская Америка, Индия и Африка, это беспорядочное энергетическое будущее уже здесь. И почти везде менее надежная гидроэнергетика может привести к более грязному использованию энергии в целом, по крайней мере, в краткосрочной перспективе.
«В мире, в котором климат меняется, эффективность гидроэнергетики становится все более неопределенной», - говорит Питер Глейк из Оклендского университета в Тихоокеанском институте в Калифорнии. «Мы знаем, что одним из худших воздействий изменения климата будет воздействие на воду - на засухи, наводнения, на спрос (посредством увеличения испарения)». Вы можете добавить энергию в этот список.
Недавний отчет Глейка показал, что в течение первых трех лет нынешней мегадухи в Калифорнии жители штата столкнулись с дополнительными затратами в размере 1,4 млрд. Долл. США из-за нехватки гидроэлектроэнергии и связанного с этим увеличения выбросов парниковых газов по сравнению с электростанциями на природном газе. занял большую часть провисания.
Эта засуха имеет тенденцию увеличивать выбросы углерода в таких местах, как Калифорния, не сразу очевидно. Причина в том, что во время засухи выработка электроэнергии на природном газе может быть ускорена, когда это необходимо, в отличие от солнечной энергии и ветра. В конце концов, вы не можете просто создать больше солнечного света или попросить поднять ветер, когда вам это нужно.
«За последние три года в Калифорнии значительно расширились солнечные и ветровые погодные условия, но это произошло бы с засухой или без нее», - говорит Глейк. «Мы берем 100% солнечного света и ветра, которые можем генерировать… когда у нас нет гидроэнергии, мы не наращиваем дополнительный ветер и солнечную энергию, мы наращиваем дополнительный природный газ».
Большинство крупных плотин на американском Западе были построены десятилетия назад. Несмотря на неоднократные звонки от фермеров и других крупных водопользователей, вероятно, эра строительства плотины в США закончилась. Во всяком случае, некоторые особенно неприятные плотины удаляются, чтобы соответствовать возросшему осознанию того, что во многих случаях они являются негативным фактором для окружающей среды.
В сочетании с достижениями в области эффективности турбины и установки новых генерирующих мощностей на существующих плотинах, производство гидроэлектроэнергии в США оставалось стабильным в течение последнего десятилетия. Из-за большой засухи и глобального потепления это не гарантия будущего. Пример: на огромной плотине Гувера, где озеро Мид в настоящее время находится на рекордно низком уровне из-за многолетней засухи, новые гидроэнергетические турбины устанавливаются на более низкой высоте, чтобы подготовиться к будущим дефицитам в реке Колорадо, но даже это просто выигрышное время , Тем не менее, Министерство энергетики США в настоящее время разрабатывает широкий план, чтобы «вступить в новую эру роста устойчивой внутренней гидроэнергетики в течение следующего полувека», несмотря на экономические и экологические неопределенности.
США не одиноки в поисках большего количества гидроэлектростанций. Всемирный банк, который финансирует крупные проекты развития, такие как строительство плотин в бедных странах, признает, что гидроэнергетика становится все более рискованным выбором для производства энергии, но в любом случае решил двигаться вперед. Гидроэнергетика особенно привлекательна для правительств прямо сейчас из-за их желания быстро достичь целей по производству энергии с низким уровнем выбросов углерода - и иностранные правительства, в основном Китай, рады их строить, часто с ослабленными социальными и экологическими стандартами. Это приносит жирные зарплаты для китайских компаний и возможность заслужить политическую поддержку во всем мире. Эта стратегия является частью «глобального бума» в производстве гидроэлектроэнергии, который ожидается в течение следующих двух десятилетий - приблизительно 3700 крупных плотин уже запланированы или строятся во всем мире прямо сейчас.
Но есть один спорный проект, который даже слишком рискован для Всемирного банка. Плотина Большого Эфиопского Ренессанса, построенная в 2017 году с помощью китайских инвестиций, станет крупнейшим гидроэлектростанцией в Африке и утроит электроснабжение Эфиопии, превратив Эфиопию в нетто-экспортера электроэнергии. Эфиопия нуждается в электричестве, но независимый анализ - и десятилетия истории - показывают, что новая плотина только сделает быстро растущую страну более уязвимой для будущих климатических изменений. Из 17 стран, которые получают более 90 процентов своей электроэнергии от гидроэнергетики, 14 из них входят в число самых бедных в мире.
Возьмем, к примеру, Латинскую Америку, возможно, регион, который в настоящее время наиболее зависим от гидроэлектроэнергии. В быстро таящих Андах выработка гидроэлектроэнергии становится все более «пиковой»: больше талой воды поступает весной, а летом меньше. Огромный бассейн реки Амазонки в Бразилии в настоящее время обеспечивает около 70 процентов энергии страны, но продолжающаяся интенсивная засуха - самая сильная за всю историю страны - привела к внезапным отключениям электроэнергии по всей стране, что, как вы уже догадались, привело к увеличению зависимости от угля и природного газа. заполнить краткосрочные пробелы. Несмотря на это, страна хочет построить больше плотин.
Тихоокеанский Северо-Запад США очень похож на Латинскую Америку с точки зрения энергетического баланса. Штат Вашингтон, который получает 69 процентов своей энергии от гидроэнергетики - в основном от огромной плотины Гранд-Кули - только что объявил чрезвычайную ситуацию в связи с засухой, и по этой причине, вероятно, будет больше проблем с нехваткой энергии в будущем, чем в Калифорнии, по словам Глейка. Ожидается, что на западе почти в половине электростанций произойдет снижение выработки электроэнергии из-за климатических колебаний в будущем.
«Для любой энергетической системы вам нужны разнообразные источники. Если вы полностью зависите от одной вещи, а это уязвимо для технологического сбоя или капризов Матери-Природы, вы более уязвимы », - говорит Глейк. «Нам необходимо спроектировать наши энергетические системы так, чтобы они были устойчивыми в условиях растущей неопределенности в отношении технологий, климата, национальной безопасности и всех факторов, влияющих на энергетику».
Даже страны, которые не зависят от гидроэнергетики, по-прежнему уязвимы к колебаниям климата. Индия получает только около 20 процентов своего электричества от плотин, но отключение электричества в 2012 году - худшее отключение в мировой истории - сократило энергопотребление примерно до 670 миллионов человек, почти столько же, сколько живет в Соединенных Штатах и ??Западной Европе вместе взятых. Отчасти это было связано с низким уровнем осадков во время плохого сезона муссонов и отсутствием воды для обычных угольных и атомных электростанций, которые полагаются на постоянную подачу воды для кипения, чтобы включить их паровые турбины.
К чести Калифорнии, в условиях продолжающейся засухи штат смог диверсифицировать свою энергетическую структуру за счет гидроэнергетики. Остальная часть страны постепенно начинает делать то же самое. Для США в целом 2014 год был первым годом в истории, в котором не возобновляемая энергия производила энергию из плотин.
Тем не менее, несмотря на то, что правительство США ожидает в будущем больше электричества от плотин, Глейк не уверен, откуда оно будет. «Мы построили на всех хороших плотинах в США и на некоторых не очень хороших плотинах», - говорит Глейк. «Экономические, экологические и политические обязательства гидроэнергетики ограничат любое существенное новое развитие ... мы сейчас очищаем дно ствола».